Методология создания наполненных композитов из вторичных полимеров на основе моделей совмещения компонентов

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОУ ВПО «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»

На правах рукописи

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Методология создания наполненных композитов из вторичных полимеров на основе моделей совмещения компонентов

Специальность 05.17.06 ? Технология и переработка полимеров и композитов

Глазков Сергей Сергеевич

Бийск - 2010



Работа выполнена в ГОУ ВПО «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Базарнова Наталья Григорьевна

доктор технических наук Татаринцева Ольга Сергеевна

доктор технических наук Барабаш Дмитрий Евгеньевич

Ведущая организация: ГОУВПО «Казанский государственный технологический университет»

Защита состоится 2010 г. на заседании диссертационного совета Д 212.004.08 при Алтайском государственном техническом университете им. И. И. Ползунова в Бийском технологическом институте (филиале) государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова» по адресу: 659305, Алтайский край, г. Бийск, ул. Трофимова, 27.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Бийского технологического института (филиала) государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» по адресу: 659305, Алтайский край, г. Бийск, ул. Трофимова, 27.

Ученый секретарь диссертационного совета Светлов С.А.



Общая характеристика работы

Актуальность исследования^** Автор выражает глубокую благодарность д.х.н., профессору Рудакову О.Б. за ценные советы и помощь в работе. Одной из актуальных проблем технологии и переработки полимеров и композитов является разработка методов синтеза композиционных систем на основе прогнозирования энергетических характеристик контактной поверхности. Энергетическое состояние поверхности играет определяющую роль в фундаментальных процессах адсорбции, хемосорбции, миграции адсорбированных частиц вдоль поверхности, химическом взаимодействии частиц вблизи раздела двух фаз и т.д. Качество композиционных материалов в большой степени определяется уровнем адгезионного контакта на границе раздела фаз «наполнитель - связующее», который в свою очередь зависит от характера межфазного взаимодействия.

Как правило, основным источником дефектов в композиционных материалах является межфазная граница, но характер и природа физико-химического взаимодействия на поверхности раздела очень сложны и до конца не изучены. Задача предварительной оценки степени адгезионного контакта в данный момент имеет решение преимущественно качественного характера. Поэтому изучение проблемы, связанной с теоретическими основами анализа устойчивости ингредиентов композитов с их модификацией, целенаправленно регулирующей энергетическое состояние поверхности при тонком разделении составляющих свободной поверхностной энергии на неполярную, кислотную и основную, является актуальной и отвечает приоритетам развития технологии и переработки полимеров и композитов. В практическом аспекте повышенный интерес приобретает расширение ассортимента модификаторов, в том числе и путем их целенаправленного синтеза на основе отходов производства синтетического каучука (СК).

Результаты исследований, обобщенные в диссертационной работе, выполнялись в 1987-2007 гг. по федеральному гранту России “НТП - Черноземье”, по направлению “Новые технологические процессы механической и химико-механической переработки вторичного полимерного и растительного сырья”; Государственной научно - технической программы (ГНТП) России “Комплексное использование и воспроизводство древесного сырья”, а также в соответствии с государственной бюджетной темой по созданию технологий строительных композиционных материалов и изделий на основе вторичных сырьевых ресурсов.

Цель исследования - развитие представлений о природе физико-химического взаимодействия на границе наполнитель - связующее и создание древеснонаполненных композитов с улучшенными эксплуатационными показателями.

При достижении поставленной цели были решены следующие задачи:

- создана критериальная модель с функцией прогноза уровня термодинамической адгезии и устойчивости контактных поверхностей ингредиентов композитов на основе их свободных поверхностных энергий (СПЭ);

- разработана методика количественной оценки степени термодинамической устойчивости связующего и древесного наполнителя в композите по свободной энергии адгезии (СЭА) компонентов;

- определены особенности капиллярно-пористой системы лигноцеллюлозных композиционных материалов (КМ), как критериальной основы для моделирования структуры, состава и функциональности молекулы олигомерного модификатора;

- разработан метод синтеза соолигомеров-модификаторов с заданными составом и свойствами на основе 4-винилциклогексена-1 и винильных сомономеров, обеспечивающих повышение устойчивости в системе “наполнитель-связующее”;

- изучены массообменные процессы, протекающие при модификации целлюлозосодержащего композита методом пропитки, от природы полимера, его структуры, молекулярной массы и функциональности;

- исследованы целлюлозосодержащие композиты различного состава в качестве сорбентов полимеров из водных и органических растворов в процессах пропитки и склеивания, определено влияния сорбции на свойства композитов;

- определены физико-механические показатели модифицированного целлюлозосодержащего композита как функции состава пропитывающих растворов и содержания связующих компонентов.

Научная новизна:

- Впервые разработана критериальная модель минимизации межфазной свободной поверхностной энергии (СПЭ) ингредиентов композиционных материалов (КМ). Модель позволяет оценить термодинамическую устойчивость ингредиентов КМ с учетом природы физико-химического взаимодействия на границе раздела фаз по результатам расчета свободной энергии адгезии.

- На основе анализа обобщенной информации о капиллярно-пористой структуре различных лигноцеллюлозных композитов сформулированы исходные требования к олигомерным модификаторам, обеспечивающим термодинамическое и пространственное их совмещение с матрицей композита по следующим параметрам: структура, функциональность и молекулярная масса.

- Выявлены количественные нелинейные зависимости между удельным поглощением, вязкостью пропитывающего раствора и молекулярной массой соолигомера, нормирующие содержание модификатора в растительном наполнителе.

- Получена математическая модель процесса сополимеризации как функции соотношения исходных мономеров, позволяющая использовать кинетические параметры радикальной полимеризации. Впервые модель апробирована для процесса синтеза соолигомеров 4-винилциклогексена-1 с винильными мономерами. Использование ее позволяет получать соолигомеры с заданным составом, структурой и полифункциональными физико-химическими свойствами. В частности, для выполнения функции ПАВ - регуляторов уровня межфазного контакта, пленкообразующего - стабилизатора формостабильности наполнителя и КМ на его основе, отвердителя карбамидоформальдегидных смол и структурирующего агента в полимерных композициях.

- Создана математическая модель, связывающая физико-механические показатели КМ с рецептурно-технологическим режимом синтеза композита. Исходя из уравнений массопередачи, получена совокупность расчетно-аналитических зависимостей, позволяющих нормировать содержание соолигомера в матрице КМ и предназначенных для прогноза степени устойчивости модифицированного КМ к действию воды.

- Показано изменение надмолекулярной структуры карбамидоформальдегидного олигомера в присутствии латексных систем, которое происходит в направлении минимизации центров напряжения и уменьшения дефектности отвержденного термореактопласта. Впервые установлено, что от доли латекса в составе карбамидоформальдегидного олигомера изменяется СПЭ и полярность связующего, уменьшается впитываемость его в капиллярно-пористую матрицу КМ и тем самым улучшается равнораспределенность связующего по площади контакта. Получены количественные нелинейные зависимости от содержания латексных систем, обладающие комплексным действием, позволяющие регулировать физико-химические свойства карбамидоформальдегидных олигомеров (КФО) и величину остаточного формальдегида.

Практическая значимость работы:

- Разработана методика определения составляющих СПЭ твердых тел на основе метода Ван-Осс-Гуда, которая позволяет давать количественную оценку дисперсионной и полярных составляющих поверхностного натяжения на границе межфазного контакта, и служит основой целенаправленного подбора эффективных модификаторов контактной поверхности для синтеза композиционных материалов с улучшенными физико-механическими показателями.

- Предложены модельные условия и соотношения между составляющими СПЭ, позволяющие прогнозировать уровень адгезии и устойчивости контактных поверхностей наполнителя и связующего материала в композите на основе современных представлений о краевом угле смачивания и кислотно-основной теории.

- Разработана схема синтеза олигомерного модификатора контактной поверхности с заданным составом и полифункциональным действием, с возможностью использования справочных кинетических констант и реализации получения по схеме «состав-структура-свойства».

- Получены решения дифференциального уравнения Фика применительно к диффузионным процессам, определяющим распределение олигомерного модификатора в структуре капиллярно-пористой системы лигноцеллюлозного материала в виде торцевой шашки с адекватностью эксперименту не ниже R=0,97.

- Получена совокупность количественных зависимостей, способных нормировать содержание модификатора в композиционной матрице и предназначенных для прогноза физико-химических свойств и степени устойчивости модифицированного лигноцеллюлозного материала к действию воды.

- Проведена количественная оценка эффективности адгезионного контакта с термопластичным и термореактивным связующим в зависимости от особенностей структурно-функционального совмещения олигомера с капиллярно-пористой матрицей наполнителя.

- Рассчитаны рецептурные диаграммы оптимальных составов для различных композиционных систем, в которых целлюлоза находится в виде матрицы и в состоянии дисперсного наполнителя, полученных исходя из заданного вектора снижения свободной энергии адгезии.

Материалы диссертационного исследования использованы при чтении дисциплин «Строительные материалы и конструкции» и «Методы исследования строительных материалов» в ГОУ ВПО «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет». Разработки, носящие прикладной характер, защищены авторским свидетельством № 1502593 и патентами РФ на изобретения №№ 1485641,2014216, 92008046, 2096171, 2104150, 2118928, и др. и подтверждены опытом работы цеха по производству декоративных плит ОАО “Поливтор”, ОАО “Древо”, участка мебельного декора Воронежского механического завода, и др. Технические решения служат методологической основой для дальнейших разработок по созданию новых композитов и изделий на совмещенных связующих.

Положения, выносимые на защиту:

- Термодинамическая модель адгезионного контакта на межфазной границе в целлюлозосодержащих композитах с различным типом связующего материала, основанная на целенаправленном изменении дисперсионной (LW) и кислотно-основной (AB) компоненты СПЭ путем химической модификации поверхности контакта.

- Схема синтеза эффективного олигомерного модификатора с оптимальным соотношением параметров “состав - структура - свойства” на основе решения кинетического уравнения методом линейного приближения для определения константы скорости суммарного процесса образования функциональных низкомолекулярных сополимеров.

- Решения уравнения массообмена Фика, позволяющие нормировать содержание реакционноспособных олигомеров в капиллярно-пористой системе лигноцеллюлозного композита, регулировать процессы структурообразования и обеспечивать прогнозируемый уровень физико-механических свойств модифицированного природного композита.

- Количественные нелинейные зависимости между удельным поглощением олигомера, динамической вязкостью пропитывающего состава и молекулярной массой олигомера. Последовательности заполнения капилляров различного рода в структуре природного композиционного материала олигомерами в зависимости от их молекулярно-массового распределения, структуры, и функциональности. Селективность в поглощении реакционноспособных олигомеров в зависимости от природы олигомерного модификатора и лигноцеллюлозного композита.

- Теоретические представления и расчетные характеристики сорбционных и диффузионных процессов, сопровождающие модификацию композиционного наполнителя и связующего термореактивного характера - карбамидоформальдегидной смолы (КФС) олигомерными и латексными системами, протекающими в направлении изменения СПЭ и полярности связующего, равнораспределения по площади контакта, минимизации дефектности отвержденного связующего и повышении качества КМ.

- Новые способы получения композиционных материалов и изделий на основе синтетических реакционноспособных олигомеров и природных полимеров, в том числе композиционных материалов из вторичного сырья.

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены и обсуждены на 18 международных, всесоюзных, республиканских и региональных симпозиумах и научно-технических конференциях, в том числе: Всесоюзная конференция “Модификация древесины” (Минск, 1990); II Всесоюзная конференция “Пути повышения эффективности использования вторичных полимерных ресурсов” (Кишинев, 1989); Всесоюзная научно-техническая конференция “Модификация и защитная обработка древесины” (Красноярск, 1989); X Симпозиум “Клеи в деревообработке” (Зволен, 1991); VIII Симпозиум “Древесно-полимерные материалы и изделия” (Гомель,1991); IX Симпозиум “Модификация древесины” (Познань, 1993); Международная конференция “Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды:” (Томск,1995); Международная научно-практическая конференция “Интеграция фундаментальной науки и высшего лесотехнического образования по проблемам ускоренного воспроизводства, использования и модификации древесины” (Воронеж, 2000); “Достижения, проблемы и направления развития теории и практики строительного материаловедения. X-е академические чтения РААСН” (Пенза-Казань, 2006); “Оценка риска и безопасность строительных материалов” (Воронеж-ВГАСУ, 2006); “Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология” (Саратов, 2007); “Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии. Неокомпозиты и наносистемы в строительном материаловедении” (Белгород, 2007); Международные научно-практические конференции: “Химия твердого тела и современные микро и нанотехнологии” (Кисловодск - Ставрополь: СевКавГТУ, 2008); “Наука и инновации в строительстве SIB” (Воронеж, ВГАСУ - 2008); “Физико - химические процессы в конденсированных средах и на межфазных границах “Фагран-2008” (Воронеж, 2008); “Композиционные строительные материалы. Теория и практика” (Пенза, 2008); “Наука, техника и технология XXI века (НТТ-2007)” (Нальчик, 2008).

Публикации результатов. Основные материалы диссертации опубликованы в 64 работах, в том числе 32 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертация включает в себя 322 стр. машинописного текста, список литературы из 211 наименований и состоит из введения, 7 глав, выводов и приложения.



Основное содержание работы

Во введении освещены актуальность проблемы, цель и задачи исследований, научная новизна и практическая значимость полученных результатов, основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе (Состояние вопроса. Особенности физико-химического взаимодействия на межфазной поверхности в композиционных материалах на основе реакционноспособных олигомеров и природных целлюлозных полимеров) приведен обзор литературы, который посвящен рассмотрению существующих типов композиционных материалов, основных принципов синтеза и конструирования КМ на основе реакционноспособных олигомеров и природных полимеров. Отмечено, что энергетическое состояние поверхности играет определяющую роль в фундаментальных физических процессах адсорбции, хемосорбции, миграции адсорбированных частиц вдоль поверхности, химическом взаимодействии частиц вблизи раздела двух фаз и т.д. Показано, что роль наполнителя в композите определяется не только природой, количеством и дисперсностью, но и характером физико-химического взаимодействия на границе раздела наполнитель-связующее. Качество композиционных материалов в большой степени определяется уровнем адгезионного контакта на границе раздела фаз. термодинамический адгезия композит

Доминирующую позицию в создании КМ занимает связующее, основу которого составляют карбамидоформальдегидные смолы (КФС), занимающие ~ 90 % от мирового объема выпускаемых для этих целей термореактивных смол. Несмотря на достаточно высокий уровень физико-механических показателей, КФС обладают существенными недостатками, связанными с токсичностью (формальдегид) и низкой устойчивостью в условиях эксплуатации с переменной влажностью. Существуют многочисленные технические решения, направленные на улучшение отмеченных недостатков КФС. Однако крупные объемы потребления КФС и необходимость совершенствования КФС, в соответствии с ростом современных требований к экологической безопасности, сохраняют актуальность поиска новых решений.

Отмечено, что разработка и исследование новых композиционных полимерных материалов осуществляется с позиций современного материаловедения, обоснованного и развитого в работах: Г.М Бартенева, С.М. Баринова, Ю.М. Баженова, В.П. Зломанова, В.Н Кулезнева, Ю.С.Липатова, А.А. Леоновича, Н.И Москвитина, С.И. Матюхина, И.В. Мелихова, В.И. Соломатова, Ю.Д. Третьякова, А.Е. Чалых, В.М. Хрулева, D.K. Owens, R. Wendt, C.J. van Oss, R.J. Good, I. Johanson и других ученых, развивших системно-структурный подход при рассмотрении композита как сложноорганизованной системы, создаваемой на основе отдельных неупорядоченных стохастических систем. Такой подход позволяет управлять процессами структурообразования композита и проектировать эффективные материалы с заранее заданными свойствами.

Во второй главе (Объекты, предмет и методы исследования) дано описание физико-химических свойств объектов синтеза, анализа и конструирования КМ. Объектами исследований являлась целлюлоза в составе древесины различных пород в виде торцевых срезов, стандартных образцов для испытаний, древесных частиц различного фракционного состава, в том числе отходов деревообрабатывающей и лесной промышленности; термопластичные полимеры в виде вторичного полиэтилена и полиэтилентерефталата, синтетические латексы и карбамидоформальдегидные смолы, а также методы совмещения древесных сортиментов, склеивания и прессования полимерных композиционных материалов на основе комбинированных связующих, получения модификаторов на основе кубовых остатков производства синтетического каучука. Использованы методы тестовых жидкостей для определения составляющих СПЭ, титриметрии, ИК-, УФ- спектроскопии и ЯМР-спектрометрии, различные методы гравиметрии, газо-жидкостная и гельпроникающая хроматография, электронная микроскопия и др. Часть эксперимента выполнена автором на оборудовании лабораторий НИИ деревообработки, Целлюлозно-бумажного и Королевского технологического институтов г. Стокгольма (Швеция).

В третьей главе (дисперсионная, кислотная и основная составляющие свободной поверхностной энергии как критерии устойчивости композиционных материалов) предложена критериальная модель прогноза термодинамической устойчивости ингредиентов композиционных материалов по составляющим их свободных поверхностных энергий.

В теории адгезии критерием повышения устойчивости адгезионного контакта i-го и j-го ингредиентов композиции является снижение межфазного натяжения, что происходит, в частности, при введении поверхностно-активных веществ (ПАВ). Разработанные ниже критерии позволяют оценить термодинамическую устойчивость ингредиентов композиционных материалов с позиции природы физико-химического взаимодействия на границе раздела фаз. Использовалось выражение для энергии адгезии (равной работе адгезии с противоположным знаком) i и j компонентов, образующих композиционный материал, по методу vOCG

. (1)

При этом величина свободной поверхностной энергии рассматриваемых ингредиентов КМ определяется следующим уравнением

, (2)

где ^LW - неполярные составляющие Лившица-Ван-дер-Ваальса; ^AB - параметры кислотно-основного взаимодействия (⁺ - кислоты Льюиса, у^- - основания Льюиса).

Анализируя уравнения (1) и (2), для случая высокой устойчивости контакта ингредиентов КМ, приходим к следующим условиям, определенных в виде критериев:

- , если и . Основное условие термодинамической устойчивости, которое в идеальном случае определяется исчезновением межфазной границы и переходом от адгезионного характера взаимодействия к когезионному.

- Случай, когда поверхности взаимодействующих фаз имеют преимущественно гидрофобный характер, то есть неполярные поверхности, хорошо совмещаются друг с другом по принципу “подобное растворяется в подобном”.

- Композиционные материалы, где гидрофобность фазовой поверхности одного компонента плохо совместима с гидрофильностью другого. При этом термодинамическая устойчивость таких материалов крайне низка и во время эксплуатации происходит миграция компонента с меньшим содержанием на поверхность изделия.

- Ингредиенты гидрофильные, совместимы и устойчивость повышается при: когда кислотная составляющая одной взаимодействующей фазы по величине соответствует основной компоненте другой контактирующей фазы и наоборот, что можно выразить нижеприведенным выражением

.

- , если: а) или ; б) или При соблюдении первых четырех положений повышение устойчивости контакта элементов композиционных материалов будет определяться увеличением их свободной поверхностной энергии. Это достигается модификацией поверхности взаимодействующих фаз в композиционном материале. При этом наилучшая устойчивость контакта ингредиентов композиционного материала возможна в двух случаях - во-втором и четвертом при соблюдении первого. Если для случая неполярных, гидрофобных материалов, определяемых составляющей Лившица-Ван-дер-Ваальса СПЭ устойчивость контакта в КМ более очевидна, то, как следует из четвертого положения для полярных, гидрофильных материалов существует особенность, определяемая ростом устойчивости с выравниванием величин кислотной и основной составляющей для двух контактирующих фаз.

В соответствии с пятым критерием проведено целенаправленное получение соолигомеров-модификаторов на основе ВЦГ и винильных мономеров. При моделировании макромолекулы модификатора учитывался способ его совмещения и особенности КМ как твердого капиллярно-пористого тела.

Анализ поперечных размеров капилляров основных природных КМ свидетельствует о преобладающем влиянии на пропитку диффузионных процессов. Можно лишь говорить об увеличении вклада капиллярного эффекта в ряду КМБ < КМС < КМД, где КМБ композиционный материал березовый, КМС сосновый и КМД соответственно дубовый.

Поскольку основное влияние на скорость пропитки будут оказывать диффузионные процессы, то в процессе пропитки будут определяющую роль играть законы массопроводности, в основе которых лежат законы Фика.

При взаимодействии твердого тела (КМ) с жидким пропитывающим раствором адгезия будет определяться, как и в случае контакта твердых тел, следующими зависимостями

(3)

(4)

где N₀ и R₀ - сила (Н) и энергия (Дж) взаимодействия, отнесенная к одной точке контакта при тесном максимальном сближении; m - число точек контакта, приходящееся на единицу истинной поверхности контакта тел (на 1м²); S_ист - истинная площадь контакта (м²), которая может значительно отличаться от удельной площади контакта, принимаемой за единицу измерения при определении сил или энергии адгезии или аутогезии; h - расстояние между точками контакта (м), так как силы N₀ или энергия R₀ являются функцией расстояния между контактами; D - диэлектрическая проницаемость среды, так как сила N₀ является также функцией D.

Зависимость (3) позволяет сделать следующие предположения. Одинарные связи в основной цепи, при минимальных толщине макромолекулы и количестве боковых ответвлений, обеспечат легкую сегментальную подвижность макромолекулы и повысят тем самым вероятность достижения минимальных расстояний контакта h, увеличение числа контактов m и удельной площади контакта S_уд. Присутствие полярных групп будет способствовать росту силы взаимодействия N₀. Линейный характер макромолекулы низкомолекулярного модификатора позволяет получать более плотную упаковку макромолекул в пленке и поровом пространстве КМ, что положительно влияет на физико-механические показатели пленкообразующего и КМ в целом.

Предложенную структуру олигомерного модификатора можно выразить в следующем общем виде:

где R₁ и R₂ - структурные звенья мономеров различной природы.

При моделировании структуры, состава и функциональности макромолекулы олигомерного модификатора исходили из основных поперечных размеров проводящей системы различных природных типов КМ на макро - и микроуровне (таблица 1).

Таблица 1 - Средние внутренние диаметры основных проводящих элементов различных природных КМ, Е

КМ	Капилляры I рода	Капилляры II рода
	трахеиды	сосуды	Волокна либриформа	Микропоры в матриксе	Межфибриллярные промежутки	отверстия в межклеточных порах
КМС	2,4105	-	-	50 - 400	50 - 100	200
КМБ	-	7 105	1,6105	2,8 105	0,32	-
КМД	-	3106 - 3,5107	5,0104	6 105	-	-

Известно, что основную роль в изменение линейных размеров природного композита несет клеточная стенка. Поэтому введение модификатора на уровень клеточной стенки способно обеспечить высокую формостабильность природных КМ и наполнителя на ее основе.

При расчете размеров макромолекул олигомерного модификатора, необходимых для достижения указанного клеточного уровня модифицированного лигноцеллюлозного композита, исходили из следующих положений.

В качестве длины мономерного звена принята а_зв = 3,08Е, образующаяся при полимеризации 4-винилциклогексена-1(ВЦГ), содержащегося в кубовых остатках. Преобразуем формулу R_F а_зв N^3/5 для расчета степени полимеризации N, обозначив в качестве размера полимерного клубка половину поперечного размера соответствующей поры, т. е. R_F Д_а/2. Тогда

. (5)

где Д_а - размер соответствующей поры, Е

Примем в качестве упрощенной модели вытянутую в цепь макромолекулу соолигомера, длина которой определится выражением

L_мол = а_зв N. (6)

Проведены аналогичные расчетные операции для капиллярной системы между клетками и клеточной стенки. Ограничимся в расчетах поперечными размерами клеточного уровня КМС (таблица 2).

Таблица 2 - Молекулярные и термодинамические характеристики макромолекул модификатора в зависимости от поперечных размеров микропор КМС

Микропоры в матриксе, Е	Межфибриллярные промежутки, Е	Отверстия в межклеточной мембране, Е
N	Lмол., Е	Gа, кДж/мол	N	Lмол., Е	Gа, кДж/мол	N	Lмол., Е	Gа, кДж/мол
37 - 817	117 - 2,5 103	2,4 - 2,7	32 - 102	99 - 315	2,5 - 2,6	323	994	2,5

Анализ данных, представленных в таблице 2, позволяет утверждать, что самой низкой проницаемостью клеточной структуры обладают межфибриллярные промежутки, которые определяют необходимую степень полимеризации N = (n + m), находящуюся в интервале от 32 до 102 структурных единиц.

В результате теоретического анализа и проведенных расчетов были сформулированы требования к модели олигомерного модификатора:

- линейность макромолекулы и отсутствие разветвленности;

- насыщенность основной цепи или отсутствие кратных связей в основной цепи;

- оптимальная молекулярная масса , лежащая в пределах 1000…15000;

- наличие функциональных кислородсодержащих групп, в лучшем случае концевых гидроксильных и карбоксильных групп.

В четвертой главе (Физико-химические и структурные показатели реакционноспособных олигомеров как модификаторов композиционных материалов) показано, что для реализации модели олигомерного модификатора с заданным (постоянным) составом макромолекулы необходимо определить условия ведения процесса, основным из которых является необходимость поддерживать постоянство концентрации сомономеров. Последнее можно выразить в следующем виде

(7)

где и - концентрации исходных мономеров в растворе, моль/л; х - заданное соотношение мономеров при бинарной сополимеризации.

Тогда отношение концентраций сомономеров и в продуктах сополимеризации можно определить следующим образом:

(8)

Уравнения (7) и (8) следуют из теории сополимеризации, где активность каждого сомономера определяется величиной константы сополимеризации r₁,r₂. Рассматривая баланс сомономеров при сополимеризации, вытекающий из закона действующих масс для убыли сомономеров и их соотношений в процессе синтеза х, используя (7) и (8) и проведя соответствующие преобразования, получим выражение

(9)

которое определяет, по какому закону во времени следует дозировать более активный мономер М₁.

Для преобразования уравнения (9) в рабочую форму были установлены основные кинетические характеристики радикальной полимеризации и сополимеризации (таблица 3) ВЦГ со стиролом, метакриловыми мономерами и малеиновым ангидридом.

Таблица 3 - Параметры кинетики сополимеризации и величины ,

Мономеры	Константы	12			kэф, ч-1
ВЦГ ( 2 )	0,26 0,01	0,68	0,22	- 0,18	-	-
Стирол( 1 )	2,62 0,01	-	1,00	- 0,80	0,009	2,33
ВЦГ ( 2 )	0,15 0,01	0,27	-	-	-	-
ММА ( 1 )	1,77 0,01	-	0,74	0,40	0,013	0,18
ВЦГ ( 2 )	0,62 ± 0,01	0,00	-	-	-	-
МА ( 1 )	0,00 0,01		2,25	0,23	0,02	0,06

Примечание - [M2] = 1,0 моль/л

Для указанной в таблице 3 последовательности сомономеров с ВЦГ наблюдается усиление тенденции к чередованию звеньев в сополимере, что подтверждается уменьшением величины произведения констант сополимеризации и удовлетворительно согласуется с величинами полярного фактора и резонансной стабилизации .

Установленная закономерность подтверждена результатами исследования бинарной сополимеризации ВЦГ с акриловыми мономерами: бутилметакрилатом (БМА), метилакрилатом (МА), бутилакрилатом (БА). При этом по степени влияния на конверсию ВЦГ акриловые мономеры можно расположить в следующий ряд: БА МА ММА БМА. Для указанного ряда соответствующие значения - 0,31; 0,40; 0,60; 1,06, а - 1,04; 0,74; 0,42; 0,50, что свидетельствует об определенной корреляции между реакционной способностью и молекулярной структурой рассмотренных пар мономеров.

Показано, что активность ВЦГ при сополимеризации повышается с ростом полярности и снижением резонансной стабилизации сомономера.

Расчетные зависимости для сомономеров, согласно уравнению (9), приведены на рисунке 1. Модель (9) позволяет использовать справочную информацию и выполняет функцию прогнозирования требуемых режимов синтеза.

Спектральными исследованиями (ИК-, ЯМР- и др.) установлено, что полимеризация ВЦГ и его сополимеризация с винильными мономерами протекает по двойной связи винильной группы с сохранением непредельной связи в боковом циклогексеновом кольце (бромное число - таблица 4).

1-МА, 2 - ММА, 3 - Ст

Рисунок 1 - Номограмма введения сомономера (М1) в процесс сополимеризации

Как следует из данных таблицы 4, опытные олигомеры обладают невысокой молекулярной массой, находящейся в рассчитанном оптимальном диапазоне. По структуре и свойствам в наибольшей степени отвечает модели соолигомер ОБМА-6, для которого характерно максимальное кислотное число, обусловленное присутствием звеньев малеинового ангидрида. Установлена высокая теплостойкость синтезированных сополимеров: уменьшение массы по данным дифференциальной термогравиметрии (ДТГ) начинается около 400⁰С.

Таблица 4 - Свойства и структура олигомерных модификаторов

Показатели	Тип олигомера-модификатора
	СКТ-70*	ОБММА-15	ОБМА-6	ОБС-50
Содержание сомономера, % мас.	70±7	15±3	6±0,5	50±2
Бромное число, г Br/100 г	70,6±0,4	139,0±1,5	160,2±2,2	213,0±3,4
Кислотное число, мг КОН/г	0,0062±0,0003	0,0088±0,0005	0,09±0,01	0,0053±0,0004
Эфирное число, мг КОН/г	-	312,5±11	-	-
Температура каплепадения, оС	65±5	45±3	-	-
Плотность, кг/м3	1064±12	1070±8	990±13	920±10
Молекулярная масса ()	3050…5650	5714…9164	800…1600	900…1200

* цифры означают содержание звеньев стирола - Ст, метилметакрилата - ММА, малеинового ангидрида - МА и серы соответственно

Рентгенофазный анализ по существованию на рентгенограмме аморфного гало обнаружил, что сополимеры - аморфные олигомеры. Присутствие полос поглощения, характерных для двойных связей (что также подтверждается качественным анализом на двойные связи), позволяющих последующую модификацию (1640см^-1), дают основание утверждать, что образуется сополимер линейного строения следующей структуры (в ангидридном (I) или кислотном виде (II)).

(10)

Выбор состава сополимера для введения в композиции осуществляется в соответствии со свойствами, приведенными в таблице 4 и целями модификации.

В пятой главе (Гетерофазные процессы при взаимодействии модификаторов и связующего с целлюлозной матрицей и наполнителем) представлены закономерности массообменных процессов и гетерофазного взаимодействии модификаторов и связующего с целлюлозной матрицей и наполнителем. Анализ исследования сорбционных процессов в изотермическом режиме пропитки свидетельствует об общей тенденции к снижению величины удельной сорбции олигомерных модификаторов в ряду КМБ, КБС и КМД, что согласуется с особенностями капиллярно-пористых систем данных типов КМ. Для сравнения с синтезированными соолигомерами использованы синтетический каучук олигопипериленовый (СКОП) и олифа марки “Оксоль”.

Протекание явления адсорбции опытных олигомеров из органических растворов на торцевой поверхности шашек из различных типов КМ находит подтверждение в изотермах адсорбции.

Удельная адсорбция, в случае СКТ-70, принимает следующие равновесные значения: для КМБ -218,0; для КМС - 180,9 и для КМД - 129,4 мг/г. Зависимость А_уд от (растворитель ксилол), несмотря на разброс точек, удовлетворительно спрямляется в билогарифмических координатах. Уравнения, полученные для исследуемых пород природных композитов, можно представить в следующем общем виде

(11)

при С₁ = 2,48; 2,39; 2,21 для КМБ; КМС и КМД соответственно, а С₂ = 0,07; 0,06; 0,06 при незначительной погрешности можно принять С₂ = 0,063. Возможность получения отрицательного значения в правой части равенства (11) исключается принятым диапазоном изменения в пределах от 1000 до 15000.

Зависимость динамической вязкости растворов от среднечисленной молекулярной массы олигомера выражается уравнением

, (12)

где - единичная динамическая вязкость ().

Полученная зависимость отражает общую тенденцию для растворов низкомолекулярных сополимеров и может быть использована в практике лабораторных и исследовательских работ в расчетах при приготовлении пропитывающих составов.

Преобразование уравнений (11) и (12) приводит к выражению (13), которое определяет взаимосвязь между удельным поглощением олигомерного модификатора и динамической вязкостью его раствора, и служит обобщением первых двух зависимостей:

, (13)

где А₀ - единичное удельное поглощение (г/г), К принимает значения 2,31; 2,68; 3,32 для КМБ, КМС и КМД соответственно.

Однако полученные выражения, адекватно отражая состав, не позволяют оценить характер распределение олигомеров вдоль волокон природных КМ и представить структуру модифицированного композита. Поэтому при изучении диффузионных процессов, протекающих в условиях изотермической пропитки образцов природных композитов растворами олигомеров, использован закон Фика, который хорошо описывает одномерную диффузию в анизотропной среде

, (14)

где D_М - эффективный коэффициент массопереноса, включающий в себя конвективную и молекулярную составляющую массопереноса; t - длительность контакта образца с диффундирующим веществом; С - концентрация диффундирующего вещества в единице объема или массы образца.

При расчете эффективных коэффициентов массопроводности и определения лимитирующей стадии процесса пропитки использованы критерии Фурье для случая бесконечной пластины и решение уравнения (14) при следующих начальных и граничных условиях

при t = 0 С(x,0) = 0

в виде:

, (15)

где - корни характеристического ряда; h₁=h/2; F₀ = D_M t / h₁² - критерий Фурье (безразмерное время); С(t, x) - текущая концентрация олигомера в образце, % ; С^* - равновесная концентрация олигомера в образце, %.

Используем формулу (15) для расчета эффективного коэффициента массопереноса, для чего ограничимся первым членом ряда и обозначим: С(t,h) = А_т - текущая адсорбция (мг/г); С^* = А_max- максимальная адсорбция, (мг/г);

,

где F - степень завершенности процесса.

Тогда для D_М получим следующее выражение:

, (16)

где t_н - время выхода процесса пропитки на стационарный режим, с.

На основе полученных результатов были рассчитаны основные термодинамические, кинетические и диффузионные параметры изотермической сорбции растворов олигомеров образцами различных типов КМ.

Для растворов олигомеров с молекулярной массой , лежащей в пределах от 1000 до 15000 , характерно лимитирование процесса внутренним массопереносом, о чем свидетельствуют величины критерия Bi 30.

Экспериментальные и аналитические зависимости распределения олигомерного модификатора вдоль волокон лигноцеллюлозного образца имеют весьма близкий характер, что свидетельствует о практической значимости рассчитанных эффективных коэффициентов массопереноса (уравнение 16) и полученной аналитической модели для прогноза глубины пропитки от природы КМ, типа олигомера и продолжительности пропитки (уравнение 15).

О степени взаимодействия макромолекулы с древесинным веществом можно судить по данным о его содержании в лигноцеллюлозном композите после экстракции, в соответствии, с которыми последние можно расположить в следующий ряд: СКОП < ОБММА-15 < СКТ-70 < ОБМА-6.

Сравнение ИК-спектров синтезированных соолигомеров и модифицированной целлюлозы со спектрами исходной целлюлозы показало, что после пропитки и термообработки в образцах целлюлозы наблюдается возникновение полос поглощения в областях: 1190 см^-1, 1160 см^-1, 1145 см^-1, 1120 см^-1, 1090 см^-1. Усиление полос поглощения в этой области характерно для всех видов пропиточных составов и может свидетельствовать об увеличении количества соединений, содержащих эфирные группировки.

Рисунок 2 - Кривые ДТА разложения: 1 - фильтровальной бумаги, модифицированной глицерином; 2 - сосновых опилок; 3 -фильтровальной бумаги; 4 - обработанных олигомером ОБМА-6 опилок

Сравнительным анализом деструкции наполнителя (сосновых опилок) и фильтровальной бумаги - модели целлюлозы (рисунок 2, кривые 2, 3) установлено, что пики кривых 2 и 3 практически совпадают. Это говорит о преобладании в составе древесных опилок целлюлозы, которая разлагается при 250 - 350⁰С (интенсивный экзотермический распад при температуре 275 - 280⁰С). Согласно термической кривой ДТА модифицированных сосновых опилок (рисунок 2, кривая 4) при модификации произошел сдвиг термического разложения компонентов в область высоких температур, с 250⁰С до 310⁰С, то есть, возросли термостойкость дре-весины и Т_с целлюлозы. Повышение Т_с целлюлозы древесины (рисунок 2, кривая 4) свидетельствует о появлении дополнительных заместителей (соолигомер - модификатор), ограничивающих сегментальную подвижность макро-молекул и усиление межмолекулярного взаимодействия вследствие более плотной упаковки цепей. Последнее является желательным, так как способствует повышению упругости и прочности материала (таблица 5).



Таблица 5 - Расчетные и экспериментальные показатели целлюлозосодержащего композиционного материала (КМБ)

Содержание модификатора, %	Объемное набухание за 24 ч, %	Водопоглощение за 24 ч, %	Предел прочности вдоль волокон, МПа	Твердость торцевой поверхности, Н/мм2	Истираемость торцевой поверхности, см3
расч.	эксп	расч.	эксп.	расч.	эксп	расч.	эксп.	расч	эксп.	расч.	эксп.
4,5	5,4	13,0	13,1	48,8	49,0	68,7	67,0	116	115	0,095	0,093
12,0	12,4	8,5	8,0	33,8	34,0	82,7	84,0	121	125	0,076	0,073
22,3	21,4	4,5	4,4	24,5	25,0	100,9	101,0	135	139	0,055	0,057
35,1	35,8	2,8	2,7	11,3	12,0	126,2	126,0	146	147	0,041	0,039
0	16,3	95,6	38,0	113	0,108

а) б) в) г)

Рисунок 3 - Электронные снимки расположения олигомера на клеточном уровне КМС: а - клетки КМС без олигомера (500) ; б - клетки и межклеточный лигноцеллюлозный матрикс (1600); в - клетки КМС с олигомером; г - олигомер в клетке и межклеточном лигноцеллюлозном матриксе

Установлено, что сополимер ОБМА-6 способен проникать на клеточный уровень природного композита, плотно заполняя полость клетки, что способствует повышению характеристик водостойкости пропитанных образцов за счет уменьшения порового пространства и снижения доступа молекул воды к клеточной стенке. Расположение олигомера ОБМА-6 на уровне клетки представлено на рисунке 3.

Наряду с физико-механическими свойствами модифицированных природных композитов (таблица 6) установлено влияние вида и содержание олигомерного модификатора на поверхностные энергетические характеристики последних, определяющие степень устойчивости и уровень адгезионного контакта с различными типами связующих материалов.

Энергия адгезии древесного наполнителя и связующих рассчитывалась по формуле (1). В целях нахождения свободных поверхностных энергий компонентов на материалы наносились тестовые жидкости (вода и формамид - полярные жидкости, дийодметан - неполярная жидкость), у которых все , , , и значения известны. Средние значения краевых углов смачивания поверхностей наполнителя и связующих тестовыми жидкостями использованы для расчета значений СПЭ твердых тел и ее трех составляющих (рисунок 4).

Как показывает рисунок 4 наблюдается значительная гидрофобизация поверхности за счет снижения доли кислотно-основной составляющей СПЭ древесины с 26± 1% до 5 ± 1%. Необходимо отметить, что введение модификаторов приводит к выравниванию полярностей гидрофобных связующих и гидрофильного наполнителя, способствующее усилению молекулярного взаимодействия между контактирующими фазами и соответственно увеличению адгезии согласно предложенным в 3 главе критериям, когда .



Рисунок 4 - Составляющие СПЭ мДж/м² материалов: А - СПЭ; Б - Лившица-Ван-дер-Ваальсова составляющая СПЭ; В - кислотно-основная составляющая СПЭ; Г - кислотная составляющая СПЭ; Д - основная составляющая СПЭ; Е - доля кислотно-основной составляющей СПЭ (), %

Повышение СПЭ модифицированного сополимером наполнителя (рисунок 4) происходит, вероятно, за счет преобладания на поверхности древесных частиц углеводородных радикалов сополимера, что способствует наибольшей адгезии связующих к древесному наполнителю, когда происходит рост , и соответственно повышается .

Анализ термических превращений, происходящих в композитах на основе ВПЭ, или ВПЭТ, а также смеси ВПЭ и ВПЭТ и исходных полимеров, показал увеличение температуры плавления данных полимеров в КМ (рисунок 5). Поэтому можно говорить о повышении адгезии компонентов в КМ как минимум на физическом (образование межмолекулярных связей) уровне (рисунок 5).

Рисунок 5 - Кривые деструкции по данным ДТА (наполнитель в КМ обработан опытным сополимером): 1 - ВПЭ; 2 - КМ на базе ВПЭ; 3 - ВПЭТ; 4 - КМ на базе ВПЭТ; 5 - смесь ВПЭТ и ВПЭ в соотношении 40 мас. % к 60 мас. %; 6 - КМ на основе ВПЭТ (40 мас. %) и ВПЭ (60 мас. %)

Таким образом, расчетно-аналитическая обработка полученных величин позволила дать предварительную оценку термодинамической устойчивости исходного и модифицированного наполнителя со связующими материалами на основе вторичного полиэтилена (ВПЭ) и вторичного полиэтилентерефталата (ВПЭТ). Показана возможность целенаправленной модификации древесного наполнителя синтезированным соолигомером. Последнее удовлетворительно согласуется с особенностями структурно-функционального состава ингредиентов композиционных материалов.

В шестой главе (Процессы адгезии и склеивания при формировании целлюлозосодержащих композитов) обсуждаются результаты исследований адгезионных, структурных процессов для композиционных систем, где в качестве связующего материала используется карбамидоформальдегидная смола.

Модель адгезионного контакта, рассмотренная в 3 главе, подтвердила свою эффективность и в случае латексно-смоляных композиционных материалов (таблица 6).

Анализируя поверхностные энергетические характеристики модифицированной смолы, после удаления растворителя - воды (таблица 6), следует выделить три области в исследованном диапазоне содержания латекса, из которых следует, что наиболее высокие физико-механические показатели модифицированной КФС и композитов на ее основе приходятся на первую область при некотором снижении во второй и резком падении в третьем диапазоне содержания латексных систем (таблица 6).

Таблица 6 - Энергетические характеристики (мДж/м²) модифицированной смолы в зависимости от содержания латекса БСК - 70/2

Содержание латекса, % масс.	Области						, %
0,01	I	38,6	35,8	1,7	15,7	54,3	28,9
0,05		40,1	33,3	1,2	14,2	54,3	26,1
0,1		41,6	37,9	1,1	13,1	54,7	23,9
0,25		40,6	41,1	1,0	13,1	53,7	24,4
0,5		39,6	41,3	1,5	15,5	55,1	28,1
1,0		41,6	26,7	1,4	12,2	53,8	22,7
2,5	II	43,4	23,6	0,8	8,7	52,1	16,8
5,0		43,8	40,1	0,4	7,5	51,3	14,6
7,5		44,2	34,0	0,6	8,8	53,0	16,6
10,0		45,0	39,6	0,2	5,0	50,0	9,8
12,5	III	44,2	48,6	0,004	0,9	45,1	2,0
КФС	IV	43,0	42,4	0,1	4,2	47,1	8,8
Латекс		40,6	36,0	0,7	10,0	50,6	19,8
КМС	Субстраты	41,1	19,9	0,9	8,49	49,6	17,3
КМС_мод1		50,2	39,0	0,04	2,5	52,7	5,0

1 КМС_мод - модифицированный (ОБМА-6) композиционный материал сосновый

Начальный этап введения латекса в смолу (таблица 6) интересен четким проявлением закономерностей (находящихся в рамках критериальной модели устойчивости), обеспечивающих повышение клеящей способности и в целом реакционной способности модифицированной смолы. Введение, в КФС латекса в количестве до 0,5 % обеспечивает существенное повышение физико-механических показателей модифицированного связующего и КМ на его основе. При, относительно, невысоком повышении (рисунок 7 кривая 1) отмечен рост доли полярной составляющей в 3 с лишним раза (рисунок 7 кривая 2).

Отмеченное повышение полярности зависит целиком от кислотной составляющей СПЭ модифицированной смолы, величина которой увеличивается в 17 раз (таблица 6). В то же время для КМС и КМС_мод (таблица 6) наблюдается значительно меньшее содержание кислотной составляющей. Так отличие от модифицированного связующего составляет от 2 до 4 с лишним раза соответственно. То есть при данном составе повышается уровень кислотно-основных межфазных взаимодействий (критерий 4, когда происходит дополнительная разноименная поляризация поверхностей контактирующих фаз и увеличение СПЭ - критерий 5), сопровождающийся увеличением работы адгезии (рисунок 6) и реакционной способности (снижение времени желатинизации - ) модифицированной смолы (рисунок 7, кривая 3). Причем, в случае с модифицированным сосновым композитом (КМС_мод) уровень проявления данных критериев выше, чем для исходного КМС, что подтверждается ростом величины работы адгезии (рисунок 6, кривая 2) и прочности клеевого шва (таблица 7).

Рисунок 6 - Зависимость работы адгезии модифицированной смолы (латексом БСК-70/2) для исходного (1) и модифицированного (2) композита соснового

Рисунок 7 - Влияние содержания латекса БСК-70/2 на энергетические ( - 1, - 2) и реакционные ( - 3) свойства КФС

Таким образом, снижение свободной энергии адгезии и соответственно рост работы адгезии (рисунок 6) коррелирует с наблюдаемыми величинами свободной поверхностной энергии (рисунок 7, кривая 1) и долей кислотно-основной составляющей (рисунок 7, кривая 2). Приведенные выше результаты позволяют отнести данную методологию к эффективному средству изучения поверхностных явлений на границе раздела фаз и, которая может служить основой оптимизации рецептурного состава, что наглядно представлено в таблице 7.

Введение клеевой латексной композиции (КЛК) обеспечивает снижение вязкости КФС (таблица 7) улучшает смачиваемость контактной поверхности. Для других показателей наблюдаются интервалы содержания КЛК, где свойства смолы имеют экстремальный характер, в частности для прочности склеивания. В данном случае (таблица 7) экстремум располагается в интервале до 1,0 % .

Таблица 7 - Физико-химические свойства КФС

Показатели	Содержание КЛК**, %
	0	0,05	0,1	0,2	0,3	0,5	1,5	3,0	6,0	<...

Подобные документы

• Активирование процессов взаимодействия компонентов композита на границе раздела фаз

  Создание композиционного материала (КМ) на основе никеля для повышения жаропрочности существующих никелевых сплавов. Технология изготовления КМ, его характеристика. Компоненты композита, матрица, армирующий элемент. Применение металлических композитов.
  
  курсовая работа [965,7 K], добавлен 25.10.2012
  

• Организация производства намоточных изделий из композиционных материалов

  Метод намотки как один из наиболее перспективных методов формирования изделий из композитов. Подбор исходных компонентов композита. Конструирование изделия, выбор оснастки для его изготовления. Расчет параметров технологического режима процесса намотки.
  
  курсовая работа [432,4 K], добавлен 10.11.2015
  

• Применение биоцидных добавок в бетоне

  Биоповреждения цементных композитов. Методы защиты от биоповреждений. Анализ себестоимости производства бетонов. Анализ потерь от биоповреждений цементных композитов под действием бактерий и плесневых грибов. Технология получения биоцидных бетонов.
  
  курсовая работа [185,7 K], добавлен 14.09.2015
  

• Исследование микроструктуры водород-сорбирующего сплава Mg-Ni, обработанного методом равноканального углового прессования

  Гидрирование композитов, сплавов на основе магния. Равноканальное угловое прессование. Изменение свойств веществ после обработки методами ИПД. Микроструктурный анализ. Устройство растрового микроскопа и физико-химические основы метода. Анализ изображения.
  
  курсовая работа [561,1 K], добавлен 27.10.2016
  

• Технология полимерных композиционных материалов

  Способы получения полимерных композитов, тип наполнителя и агрегатное состояние полимера. Физико-химические аспекты упрочнения и регулирования свойства полимеров, корреляция между адгезией и усилением. Исследование взаимодействия наполнитель-связующее.
  
  реферат [21,9 K], добавлен 30.05.2010
  

• Разработка полистиролбетона на основе фторангидритового вяжущего

  Производство легких композитов на фторангидритовом вяжущем. Характеристики и минералогический состав фторангидрита. Исследование физико-технических свойств, структуры полистиролбетона. Технология производства изделий на основе фторангидритовых композиций.
  
  дипломная работа [2,3 M], добавлен 14.02.2013
  

• Магнитнополимерные композиты

  Классификация композитов - искусственно созданных неоднородных сплошных материалов, состоящих из двух или более компонентов с чёткой границей раздела между ними. Схема методов для получения магнитных гидрогелей. Применение магнитополимерных материалов.
  
  реферат [6,0 M], добавлен 07.10.2015
  

• Автоматизация процессов смешивания

  Разработка и анализ схем автоматизации технологических процессов в хлебопекарном производстве. Схема системы управления смешивания. Регулирование расходов жидких и сыпучих компонентов (ингредиентов) при их дозировании. Выпечка хлебобулочных изделий.
  
  курсовая работа [231,8 K], добавлен 10.04.2014
  

• Массообменные процессы

  Химико-технологические процессы, в которых основную роль играет перенос вещества из одной фазы в другую (массообменные). Разность химических потенциалов как движущая сила массообменных процессов. Использование массообменных процессов в промышленности.
  
  презентация [241,5 K], добавлен 10.08.2013
  

• Анализ диаграмм состояния двойных металлических систем

  Изучение методики построения диаграмм состояния металлических сплавов. Исследование физических процессов и превращений, протекающих при кристаллизации сплавов. Виды термической обработки. Анализ влияния температуры на растворимость химических компонентов.
  
  контрольная работа [4,4 M], добавлен 21.11.2013
  

• Разработка композита на основе более дешевых компонентов и технологической схемы его производства

  Общее представление о композиционных материалах, их характеристика, разновидности и отличительные свойства, области и особенности практического применения. Установление уровня развития техники и анализ применимости прогрессивных решений на сегодня.
  
  дипломная работа [306,9 K], добавлен 12.03.2011
  

• Переработка полимеров и полимерных материалов

  Общая характеристика и классификация полимеров и полимерных материалов. Технологические особенности переработки полимеров, необходимые процессы для создания нужной структуры материала. Технологии переработки полимеров, находящихся в твердом состоянии.
  
  контрольная работа [1,3 M], добавлен 01.10.2010
  

• Металлокерамический композит. Микроструктура, процессы деформации и разрушения

  Экспериментальное исследование поведения металлокерамических композитов Al2O3 с добавлением Mg-PSZ и TiO2. Их микроструктура и фазовый состав. Численное исследование процессов деформации и разрушения на мезоуровне в металлокерамических композитах.
  
  реферат [1,7 M], добавлен 26.12.2011
  

• Проектирование и изготовление моделей кораблей

  Судомоделизм — массовый технический вид спорта, проектирование, постройка моделей кораблей. В основе каждой модели лежит развитая теория отображаемого объекта, которая укладывается в концепцию системы, положенную в основу конкретного построения модели.
  
  реферат [370,8 K], добавлен 05.12.2008
  

• Исследование влияния режима точения на температуру рабочих поверхностей инструмента

  Оценка влияния режима точения проходным резцом на температуру контактирующих поверхностей инструмента и заготовки с использованием аналитических моделей и экспериментальным методом. Расчет плотности тепловых потоков и величины источников тепловыделения.
  
  лабораторная работа [190,4 K], добавлен 23.08.2015
  

• Использование композиционных пластмасс в народном хозяйстве

  Понятие полимерных композиционных материалов. Требования, предъявляемые к ним. Применение композитов в самолето- и ракетостроении, использование полиэфирных стеклопластиков в автомобильной индустрии. Методы получения изделий из жестких пенопластов.
  
  реферат [19,8 K], добавлен 25.03.2010
  

• Разработка технологического процесса изготовления трёхслойной втулки

  Создание и применение металлических слоистых композиционных материалов, их физико-механические и эксплуатационные свойства. Технология производства трехслойной втулки из магниево-алюминиевых композитов АМг6 и АД1. Способы изготовления, оборудование.
  
  курсовая работа [1,5 M], добавлен 25.12.2014
  

• Реализация импульсного метода в тепловом неразрушающем контроле изделий из композитов

  Неразрушающий контроль материалов с использованием источника тепловой стимуляции. Композиты: виды, состав, структура, область применения и преимущества. Применение метода импульсно-фазовой термографии для определения дефектов в образце из углепластика.
  
  курсовая работа [4,2 M], добавлен 15.03.2014
  

• Перспективные космические композиционные материалы

  Многообразие космических материалов. Новый класс конструкционных материалов – интерметаллиды. Космос и нанотехнологии, роль нанотрубок в строении материалов. Самоизлечивающиеся космические материалы. Применение "интеллектуальных" космических композитов.
  
  доклад [277,6 K], добавлен 26.09.2009
  

• Разработка композитов из местного сырья для производства санитарно-технической керамики, керамогранита и облицовочных плиток

  Исследование физико-химического состава и технологических свойств сырьевых материалов месторождений Казахстана. Характеристика силикатного природного и техногенного сырья. Каолиновое сырье, полевой шпат, кварцевые пески, разжижители глинистых суспензий.
  
  научная работа [2,4 M], добавлен 04.02.2013
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам